Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Inline-Messsystem jetzt auch für Flachfolien im Einsatz

05.10.2012
Im Rahmen des BMWi-geförderten Verbundprojekts IRIS hat das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT gemeinsam mit dem Institut für Kunststoffverarbeitung IKV an der RWTH Aachen ein Folieninspektionssystem für Mehrschichtfolien entwickelt. Das 2009 gestartete InnoNet-Projekt fand nun seinen Abschluss in der erfolgreichen Erprobung des Systems unter Produktionsbedingungen an einer Flachfolienanlage.

In Deutschland erwirtschaftete die kunststoffverarbeitende Industrie 2011 einen Umsatz von 55,9 Milliarden Euro, das bedeutet eine Steigerung gegenüber dem Vorjahr um 15 Prozent. Die Verpackungsindustrie hat hierbei einen Anteil von rund einem Drittel, wobei sie ihre Umsätze mehr als zur Hälfte mit extrudierten Verpackungssystemen generiert.


Produktionsanlage für Mehrschichtflachfolien bei der Kuhne GmbH in Sankt Augustin mit Messsystem.

Bildquelle: Fraunhofer ILT, Aachen


Folieninspektionssystem mit VenPad der Octagon Process Technology GmbH misst die Einzelschichtdicken einer Mehrschichtflachfolie.

Bildquelle: Fraunhofer ILT, Aachen

Aber nicht nur die Nachfrage, sondern auch die Anforderungen an die Kunststoffverpackungen, denen die Hersteller Rechnung tragen müssen, nehmen stetig zu. Dabei spielt die Funktionalisierung der Verpackungsfolien durch einen komplexen Schichtaufbau eine immer größere Rolle.

So kann beispielsweise eine Zusatzschicht aus Ethylenvinylalkohol-Copolymer (EVOH) als Diffusionsbarriere für Sauerstoff und Wasserdampf eine längere Haltbarkeit von Lebensmitteln garantieren. Die Mindestdicke der einzelnen Funktionsschichten liegt heute bei 2 – 100 µm. Um diese geforderte Mindestdicke zu gewährleisten, tragen Kunststoffhersteller das teure Funktionsmaterial mit einer Materialreserve auf. EVOH und vergleichbare Kunststoffe wie Polyamid (PA) stellen dabei einen erheblichen Kostenfaktor dar.

Qualität garantieren und Materialverlust vermeiden

Die Herausforderung bei der Produktion von Mehrschichtfolien besteht für Hersteller nun darin, die Funktionsschichten hinreichend dick aber ohne Überschuss in die Folie einzubringen. Hier setzt das Folieninspektionssystem an: Mit einem Messstrahl fährt das Gerät die Folie punktförmig von einer Seite zur anderen diagonal ab und ermittelt die Dicke jeder einzelnen Schicht. Der Sensor ist dabei in der Lage, bei Produktionsgeschwindigkeit viele Schichten simultan zu messen. Eine Software wertet die Daten aus und gibt bei Abweichungen gegenüber den Solldicken eine sofortige Rückmeldung. So können unmittelbar nach der Messung Korrekturen am laufenden Prozess vorgenommen und je nach Messergebnis die Materialreserve bei gleichbleibender Qualität der Folie entweder minimiert oder aufgestockt werden. Diese Inline-Messung ist derzeit mit keinem anderen Werkzeug möglich.

Einen anderen Nutzen erbringt das Folieninspektionssystem, wenn es um die gleichmäßige Verteilung der Funktionsschicht über die Folienbreite geht. Da die Funktionsschicht produktionsbedingt zum Rand hin dünner ausläuft, werden die Ränder an beiden Seiten abgeschnitten. Dies bedeutet einen großen Materialverlust für den Hersteller, den es zu minimieren gilt. Mit Hilfe des Messsystems kann nun ermittelt werden, wo der Bereich mit den signifikanten Randeffekten beginnt und so unnötiger Materialverlust verhindert werden.
Messsystem für Dauereinsatz geeignet

Unter der Leitung von Stefan Hölters vom Fraunhofer ILT und Janina Overbeck vom IKV wurden bereits bei der Firma A+C Plastic Kunststoff GmbH in Eschweiler Langzeitmessungen von über 12 Monaten an Blasfolien durchgeführt. Sie erbrachten den Nachweis, dass sich das Messsystem für den Dauereinsatz eignet. Dank des Trägersystems »VenPad« des Projektpartners Octagon Process Technology GmbH konnten die Messbedingungen konstant gehalten und eine fehlerfreie Messung realisiert werden. Die Messergebnisse haben die Experten nun auf Flachfolien übertragen. In mehrtägigen Versuchen bei dem Anlagenbauer Kuhne GmbH in Sankt Augustin wurde das Messsystem dort erfolgreich unter industrienahen Bedingungen getestet.
Ansprechpartner

Dipl.-Phys. MBA Stefan Hölters
Leiter der Gruppe Klinische Diagnostik und mikrochirurgische Systeme
Telefon +49 241 8906-436
stefan.hoelters@ilt.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstraße 15
52074 Aachen

Privatdozent Dr. Reinhard Noll
Leiter des Kompetenzfeldes Messtechnik und EUV-Strahlquellen
Telefon +49 241 8906-138
reinhard.noll@ilt.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstraße 15
52074 Aachen

Axel Bauer | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ilt.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Flexible Fertigung von Elektromotoren für Fahrzeuge
06.09.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Gewicht von Robomotion-Greifer um 60 Prozent reduziert
31.07.2017 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik